四、电流的热效应.docx

13.4电流的热效应一、教学背景分析从学生的知识基础看，学生已经学习了电功与电功率，能够从能量转化的角度分析电流做功时能量的转化情况；学生也在“机械能、内能及其转化”一章学习过比热容，知道同质量的同种液体，吸收不同热量时升高的温度不同，可以用温度的变化来反映吸收热量的多少。从学生的日常经验看，学生对生活中用电器发热的现象并不陌生，比较容易认识电流的热效应。从学生的能力基础看，学生在上一节课完成了完整的探究实验，探究了小灯泡的电功率，实验综合性强，探究能力得到了提高。二、教学目标1. 知道什么是电流的热效应。知道电流的热效应与导体的电阻、通过导体的电流、通电时间的定性关系。2. 通过实验探究电流的热效应与哪些因素有关，提升科学探究能力，经历设计记录表、进行实验和收集证据的过程，进一步学习控制变量的科学研究方法，体会替代的研究思想，养成严谨的科学态度。3. 通过学习电流热效应的应用和危害防止的实例，树立理论联系实际、将所学知识应用于实际的意识，体会物理知识对生产生活的重要意义。三、教学重点和难点教学重点：实验探究电流产生的热量与哪些因素有关。教学难点：理解焦耳定律。四、教学过程1.教学引入教师演示实验，展示电热丝切割器（如图13-4-1所示），先不通电尝试切割塑料泡沫，再接通学生电源并给12V电压，通电后切割塑料泡沫。提出问题：为什么切割器在通电后可以切割塑料泡沫？学生猜想：通电后电阻丝发热，所以能够切割塑料泡沫。2.“知识点”教学认识电流的热效应教师引导：生活中有哪些用电器通电后会发热呢？学生1：给电热水壶通电发热，可以烧水。学生2：给电烤箱通电后发热，可以烤面包。学生3：笔记本电脑用的时间长了，也会发热。教师提问：这些热量是从哪里来的呢？大家可以从能量转化的角度分析吗？学生猜想：是由于通电后，电流通过用电器做功，电能转化为内能。教师肯定学生的猜想，并引导学生总结：电流通过导体时，导体会发热。这种现象叫作电流的热效应。探究电流的热效应与哪些因素有关 （1）提出问题 电流的热效应与哪些因素有关呢？怎样确定电流产生热量的多少？ （2）猜想与假设 教师引导：刚才我们分析了，电流的热效应来源于电流通过用电器做功，电能转化为内能。由此你猜想，电流的热效应与哪些因素有关？ 学生猜想：可能与电流的大小有关。（3）制订计划 教师提问：如果要探究电流的热效应与某一因素的关系，我们应该用什么方法？学生回答：控制变量法。教师提问：如果要研究电流的热效应与电流大小的关系，应该如何控制变量呢？学生回答：控制电阻与通电时间相同，让电流大小不同，比较电流通过导体时产生的热量。教师提问：怎样判断产生电热的多少？学生结合电热壶烧水的例子进行分析：电流通过导体产生的热量，使水的温度升高，因此可以用水温升高的多少来反映产生电热的多少。教师提问：结合之前学习过的比热容的知识，如果要用物质温度升高的多少来反映产生电热的多少，还需要控制哪些变量？学生回答：还需要让物质种类和质量都相同。教师肯定学生的回答，并介绍实验仪器，是用电热器加热相同质量的煤油，通过煤油温度升高的情况来判断通电导体产生热量的多少。教师提问：要探究电热多少与电阻的关系，应该怎样设计实验电路？学生分析、讨论后回答：此时要控制电流相同，因此可以把两个电热器串联。要让电阻不同，因此可以选用两个阻值不同的电热丝。教师提问：为防止电路中电流过大，需要添加什么仪器？学生回答：可以再串联一个滑动变阻器。教师请学生设计实验电路图，并连接实物图，如图13-4-2所示。教师提问：要探究电热多少与电流的关系，需要控制哪个变量？如何控制？学生回答：需要控制电阻相同，可以选择阻值相同的电热丝。教师提问：要让电流不同，如何改变？学生回答：可以把两个电热器并联。教师提问：如果把两个电热器并联，两个电热丝阻值相同，此时电流还是相同的，怎样使它们的电流不同呢？学生讨论后回答：每个支路分别串联一个滑动变阻器，以及电流表。教师请学生设计实验电路图，并连接实物图，如图13-4-3所示。教师提问：如果想探究电热与通电时间的关系，如何进行实验？学生回答：此时只需用一个电热器加热，这样既控制了电流又控制了电阻，加热不同的时间即可。（4） 进行实验与收集证据教师请学生自己设计表格，讨论交流， （5） 分析与论证 小组讨论实验现象，并得出结论：电流、时间相同，电阻越大，产生的热量越多。电阻、时间相同，电流越大，产生的热量越多。电流、时间相同，时间越长，产生的热量越多。教师总结：这个实验虽然能说明电流产生的热量与电阻、电流、通电时间的定性关系，但无法确定它们之间的定量关系。在科学史上，英国物理学家焦耳在经过大量实验后，最先确定了电流产生的热量与电流、电阻、时间的定量关系：电流通过导体时产生的热量跟电流的平方成正比，跟导体的电阻成正比，跟通电时间成正比，这个规律叫作焦耳定律，用公式表示为Q=I2Rt。3.小练习 （1）在探究电流通过导体时产生热的多少与什么因素有关时，采用了如图13-4-4所示的实验装置。这是用来探究电流通过电阻丝产生的热量与( )A导体的电阻的关系 B通过导体的电流的关系C导体的长度的关系 D通电时间的关系（2）一根阻值恒定的电阻丝，接入某电路后，每分钟产生的热量是Q，如果让它每分钟产生的热量为4Q，则下列办法中可行的是（ ）A再取一根相同的电阻丝跟它并联 B再取一根相同的电阻丝跟它串联 C将这根电阻丝两端的电压提高为原来的2倍D将这根电阻丝两端的电压提高为原来的4倍五、教学反思本节课主要研究了电流的热效应与哪些因素有关。学生对电流的热效应并不陌生，生活中很多用电器都是利用电流的热效应工作的，也有些用电器在工作过程中会发热。教学中在进行实验前，